Тяжелые металлы в снежном покрове г. Николаева

Изучены формы нахождения Zn, Ni, Cu, Mn, Fe в снежном покрове г. Николаева. Рассмотрены санитарно-гигиенические и эколого-геохимические показатели загрязнения. Концентрация элементов 1 и 2 классов опасности в 2-5 раз превышает фоновые значения. По суммарному показателю нагрузки территория города отн...

Повний опис

Збережено в:

Бібліографічні деталі
Дата:	2011
Автори:	Смирнова, С.М., Долин, В.В.
Формат:	Стаття
Мова:	Russian
Опубліковано:	Інститут геохімії навколишнього середовища НАН України та МНС України 2011
Назва видання:	Збірник наукових праць Інституту геохімії навколишнього середовища
Онлайн доступ:	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/32263
Теги:	Додати тег Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
Назва журналу:	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Цитувати:	Тяжелые металлы в снежном покрове г. Николаева / С.М. Смирнова, В.В. Долин // Збірник наукових праць Інституту геохімії навколишнього середовища. — К. : ІГНС, 2011. — Вип. 19. — С. 115-124. — Бібліогр.: 19 назв. — рос.

Репозитарії

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine

id	irk-123456789-32263
record_format	dspace
spelling	irk-123456789-322632012-04-16T12:25:16Z Тяжелые металлы в снежном покрове г. Николаева Смирнова, С.М. Долин, В.В. Изучены формы нахождения Zn, Ni, Cu, Mn, Fe в снежном покрове г. Николаева. Рассмотрены санитарно-гигиенические и эколого-геохимические показатели загрязнения. Концентрация элементов 1 и 2 классов опасности в 2-5 раз превышает фоновые значения. По суммарному показателю нагрузки территория города относится к низкому уровню загрязнения. Вивчено форми знаходження Zn, Ni, Cu, Mn, Fe у сніговому покриві м. Миколаєва. Розглянуто санітарно-гігієнічні та еколого-геохімічні показники забруднення. Концентрація елементів 1 та 2 класів небезпеки у 2-5 разів перевищує фонові показники. За сумарним показником навантаження територія міста відноситься до низького рівня забруднення. The species of Zn, Ni, Cu, Mn, Fe in snow cover of Mykolayiv city have been studied. Sanitaryhygienic and ecological-geochemical factors of contamination are discussed. The concentration of elements of 1 and 2 order of danger is between 2 and 5 times higher than background values. According to calculated integral factor of loading city area is refer to low contamination level. 2011 Article Тяжелые металлы в снежном покрове г. Николаева / С.М. Смирнова, В.В. Долин // Збірник наукових праць Інституту геохімії навколишнього середовища. — К. : ІГНС, 2011. — Вип. 19. — С. 115-124. — Бібліогр.: 19 назв. — рос. XXXX-0098 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/32263 550.424.4 ru Збірник наукових праць Інституту геохімії навколишнього середовища Інститут геохімії навколишнього середовища НАН України та МНС України
institution	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection	DSpace DC
language	Russian
description	Изучены формы нахождения Zn, Ni, Cu, Mn, Fe в снежном покрове г. Николаева. Рассмотрены санитарно-гигиенические и эколого-геохимические показатели загрязнения. Концентрация элементов 1 и 2 классов опасности в 2-5 раз превышает фоновые значения. По суммарному показателю нагрузки территория города относится к низкому уровню загрязнения.
format	Article
author	Смирнова, С.М. Долин, В.В.
spellingShingle	Смирнова, С.М. Долин, В.В. Тяжелые металлы в снежном покрове г. Николаева Збірник наукових праць Інституту геохімії навколишнього середовища
author_facet	Смирнова, С.М. Долин, В.В.
author_sort	Смирнова, С.М.
title	Тяжелые металлы в снежном покрове г. Николаева
title_short	Тяжелые металлы в снежном покрове г. Николаева
title_full	Тяжелые металлы в снежном покрове г. Николаева
title_fullStr	Тяжелые металлы в снежном покрове г. Николаева
title_full_unstemmed	Тяжелые металлы в снежном покрове г. Николаева
title_sort	тяжелые металлы в снежном покрове г. николаева
publisher	Інститут геохімії навколишнього середовища НАН України та МНС України
publishDate	2011
url	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/32263
citation_txt	Тяжелые металлы в снежном покрове г. Николаева / С.М. Смирнова, В.В. Долин // Збірник наукових праць Інституту геохімії навколишнього середовища. — К. : ІГНС, 2011. — Вип. 19. — С. 115-124. — Бібліогр.: 19 назв. — рос.
series	Збірник наукових праць Інституту геохімії навколишнього середовища
work_keys_str_mv	AT smirnovasm tâželyemetallyvsnežnompokrovegnikolaeva AT dolinvv tâželyemetallyvsnežnompokrovegnikolaeva
first_indexed	2025-07-03T12:47:20Z
last_indexed	2025-07-03T12:47:20Z
_version_	1836629980013920256
fulltext	115 УДК 550.424.4 Смирнова C.М., Долин В.В. Институт геохимии окружающей среды ТЯЖЕЛЫЕ МЕТАЛЛЫ В СНЕЖНОМ ПОКРОВЕ Г. НИКОЛАЕВА Изучены формы нахождения Zn, Ni, Cu, Mn, Fe в снежном покрове г. Николаева. Рассмотрены санитарно-гигиенические и эколого-геохимические показатели загрязнения. Концентрация элементов 1 и 2 классов опасности в 2-5 раз превышает фоновые значения. По суммарному показателю нагрузки территория города относится к низкому уровню загрязнения. Введение Николаевская агломерация расположена в юго-степной зоне Украины. В пределах города Николаева, где проживает более половины населения области, расположено зна- чительное количество предприятий. Выбросы промышленных предприятий различного профиля, наличие мощной портовой инфраструктуры и судостроительного комплекса, а также интенсивное автомобильное движение в пределах городской черты существенно изменяют природный геохимический фон городской территории. Выбросы загрязняющих веществ в атмосферу формируются за счет передвижных и стационарных источников. Основной вклад в загрязнение атмосферы города вносит автотранспорт. Выбросы от передвижных источников составляют 70 – 90% от общего объема выбросов (рис. 1). Рис. 1. Динамика выбросов загрязняющих веществ в атмосферу города (по данным Государственного управления экологии и природных ресурсов в Николаевской области) Уровень загрязнения атмосферного воздуха наглядно характеризует расчетный показатель выбросов загрязнителей, нормированный на единицу площади (рис. 2). Данный показатель свидетельствует о возрастании техногенного воздействия на со- стояние воздушного бассейна. Выбросы в атмосферу загрязняющих веществ различаются по агрегатному со- стоянию, фазовому и химическому составу, размеру частиц и др. признакам. За- грязняющие вещества выбрасываются в атмосферу в виде смеси пыли, дыма, тумана, пара и газообразных веществ. По отношению к процессам переноса и накопления загрязняющих веществ атмос- фера относится к преимущественно транспортирующей среде. Поэтому в мониторинге за- грязнения атмосферного воздуха используются, так называемые, природные планшеты, к которым относится снежный покров в качестве депонирующей среды техногенных загрязнений [5,6]. Исследование снежного покрова на наличие и концентрацию в нём 116 загрязняющих веществ является важнейшей составной частью при проведении эколого- геохимического обследования территории. По результатам наблюдения [9], концентрация загрязняющих веществ в снегу оказывается на 2 – 3 порядка выше, чем в атмосферном воз- духе. Снежный покров, который, подобно почвенному покрову, обладает способностью активно накапливать химические элементы и их соединения, является хорошим индикато- ром для выявления процессов загрязнения территорий в течение зимнего периода [1]. Рис. 2. Динамика выбросов загрязняющих веществ в атмосферу города в расчете на 1 кв. км (по данным Государственного управления экологии и природных ресурсов в Николаевской области). Химический состав покровных отложений формируется под влиянием многих фак- торов: первоначального поступления веществ вместе с твердыми атмосферными осадка- ми, поглощения аэрозолей и газов из атмосферы, потери веществ снежным покровом при испарении, взаимодействия снежного покрова с почвенно-растительным комплексом, адвекции атмосферного воздуха, воздействия микроорганизмов, животных и хозяйствен- ной деятельности человека [5]. Химический состав фильтрата талого снега формируется в результате поступления с осадками различных химических элементов, поглощения снежным покровом газов, водорастворимых аэрозолей и взаимодействия со снежным покровом твердых частиц, осе- дающих из атмосферы. При этом, если количество выпадающего со снегом твердого осадка характеризует запыленность территории, то фильтрат талого снега отражает степень загряз- нения воздушного бассейна растворимыми формами элементов [12]. Это определяет важ- ность и необходимость проведения эколого-геохимической оценки загрязнения снежного покрова как естественного накопителя химических элементов за зимний период. С гигиенической позиции загрязнение снежного покрова отражает уровень отри- цательного влияния загрязненного приземного слоя атмосферы при непосредственном контакте с организмом человека. Длительное возрастающее негативное воздействие выбросов тяжелых металлов в атмосферный бассейн в составе аэрозольных примесей, пылевых частиц могут привести к существенным изменениям показателей здоровья на- селения и повышению риска экологической опасности [3]. Методы исследований Пробоотбор. Обследование снежного покрова проводилось в третьей декаде дека- бря 2009 года в начале периода снеготаяния. По метеорологическим данным стабильный снежный покров установился 14.12.09. В этот период среднесуточная температура была определена в интервале (-3…-8) °С. Пробоотбор проводился 21.12.09 по нерегулярной сети отбора по стандартной методике [7, 8] при температуре (0…+1) °С; снежный покров сохранялся целостным, таяние снега только начиналось. Было отобрано 48 образцов снежного покрова из всех функциональных зон города: промышленной, транспортной, жилой, рекреационной (зеленой). Пространственное размещение точек пробоотбо- ра обеспечивало выявление источников загрязнения и ареалов их воздействия, а также 117 особенности перемещения загрязняющих веществ. Для отбора «фоновой» пробы был выбран участок, расположенный на расстоянии 35,5 км от городской черты. Репрезента- тивность выборки данного участка обусловлена соответствием содержания тяжелых ме- таллов в почвенном образце с аналитическими данными обследования почв биосферного заповедника «Аскания-Нова» [10]. В течение зимы активная уборка снега с городских территорий не производилась (за исключением транспортных магистралей). В связи с этим естественный, неизменный снежный покров сохранился практически повсеместно. В дворовых пространствах, скве- рах, парках мощность снежных наносов составляла порядка 25 – 30 см. Проезжие части магистралей и основных проездов свободны от снега; газоны, примыкающие к проезжей части, имели небольшую плотную обледеневшую корку мощностью 5 – 15 см. Керны снега отбирались с площади 25×25 см на всю толщу снежного покрова без тонкого (2 – 3 см) приземного слоя, чтобы исключить попадание в пробу частиц почвы. Выделенный снеговой блок переносили совком в подготовленный полиэтиленовый па- кет, плотно закрывали для транспортировки в лабораторию. На пакете обозначали марки- ровку места отбора пробы. Высота снежного покрова измерялись при отборе с помощью линейки (в среднем, около 20 см), масса — весовым прибором ПВм-3/6 с диапазоном рабочих температур от -10 до + 40 ° С [13]. Методика исследования снежного покрова (отбор проб, определение химического со- става веществ) достаточно хорошо разработана [4]. Снежный покров относится к депони- рующим средам, при его исследовании проводится двухфазовый анализ — определяется концентрация микроэлементов в твёрдой и жидкой составляющей снега, что позволяет дать оценку их содержания в водорастворимой и твердофазной пылевой формах [11]. Пред- ставительная проба по всей толще снежного покрова показывает распределение загрязне- ний в период от образования устойчивого снежного покрова до момента отбора пробы [9]. В лаборатории пробы снега растапливали (без искусственного подогрева). Растаяв- ший снег фильтровали через бумажный фильтр «синяя» лента. По результатам взвешива- ния высушенного при температуре 95±5 ° С фильтра определяли массу твёрдого осадка и вычисляли концентрацию взвеси в отобранном объеме снега. Отфильтрованную воду (250 мл) подкисляли 1 мл 1 М азотной кислоты, упаривали на плитке в фарфоровых чаш- ках до объёма 25 мл, добавляли 25 мл дистиллированной воды. Отфильтрованные осадки (твёрдая составляющая) озоляли в муфельной печи при постепенном подъёме температуры до 450±50 °С. Золу экстрагировали концентрированной азотной кислотой. В полученных растворах определяли содержание Zn, Ni, Fe, Mn, Cu методом атомно-абсорбционной спектрофотометрии на ААС – 115М1. Эколого-геохимические критерии оценки состояния атмосферного воздуха. Ориентировочная оценка загрязнения воздушного бассейна проводилась по результа- там исследования снежного покрова. Геохимическими исследованиями установлены количественные связи между содержанием металлов в атмосферном воздухе и выпаде- нием их на территории городов, что фиксируется в виде аномалий в снежном покрове. Согласно методическим рекомендациям [7, 8] оценка опасности загрязнения снеж- ного покрова металлами проводилась с использованием ряда геохимических и санитарно- гигиенических показателей: пылевой нагрузки (Рn), общей нагрузки загрязнения (Pобщ), коэффициента относительного увеличения общей нагрузки элемента (Кр), суммарного показателя нагрузки (Zр), коэффициента опасности (Ко), коэффициента концентрации (Кс), суммарного показателя загрязнения снежного покрова (Zc), интегрального показа- теля опасности (ΣK0 (1+2) ). Количественная характеристика газопылевых природных и техногенных выбро- сов, осажденных на снежном покрове, определяется с помощью показателя пылевой нагрузки загрязнения на единицу площади за определенный срок: где: Ро — масса пыли в пробе, кг; S — площадь шурфа, км2; t — время от начала снегостава до отбора пробы, сут. (1) 118 Общая нагрузка загрязнения по i-тому микроэлементу определяется как произведе- ние концентрации i-того элемента на пылевую нагрузку: (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) Фоновая нагрузка по i-тому микроэлементу определяется как произведение фоно- вой концентрации i-того элемента на пылевую фоновую нагрузку: Робщ. для условно растворенных форм тяжелых металлов в снегу рассчитывали исходя из общего содержания металла в объеме талого снега, собранного с единицы площади: где С — концентрация металла в фильтрате талой воды, мг×дм–3, V — объем растаявшего снега дм3, собранного с площади S, м2, t — время экспозиции снежного покрова, начиная с начала снегопада, сут. При расчете нагрузки загрязнения определяется коэффициент относительного увели- чения общей нагрузки элемента как отношение общей нагрузки загрязнения к фоновой: Суммарный показатель нагрузки (Zр) представляет собой сумму превышений коэ- ффициентов относительного увеличения общей нагрузки элементов и рассчитывается по формуле [7]: где n — число учитываемых элементов. Коэффициент опасности исследуемых веществ (Ко) определяется отношением фак- тического уровня содержания контролируемых веществ в покровных отложениях (С) к предельно допустимой концентрации (ПДК): Коэффициент концентрации химического элемента Кс, рассчитывается по отноше- нию реального (аномального) содержания загрязнителя в природном объекте (С) к его фоновому уровню (Сф) в аналогичном объекте: Суммарный показатель загрязнения равен сумме коэффициентов концентраций химических элементов, содержание которых превышает фоновые значения, и выражен следующей формулой: где n — число учитываемых аномальных элементов. Оценка опасности загрязнения снега тяжелыми металлами по соответствующим показателям, отражающим дифференциацию загрязнения воздушного бассейна города Николаева, проводилась по оценочным шкалам (табл. 1). Таблица 1. Уровни загрязнения почв и снежного покрова [7] Уровень Суммарный показатель загрязнения почв (Zc) Суммарный показатель загрязнения снежного покрова (Zc) Выпадение пыли (Рn), кг×км-2×сут.–1 Суммарный показатель нагрузки (Zр) Низкий 8 – 16 32 – 64 < 1000 100 – 250 Средний 16 – 32 64 – 128 1000 – 5000 250 – 450 Высокий 32 – 128 128 – 256 5000 – 10000 450 – 850 Очень высокий > 128 > 256 > 10000 > 850 119 Таблица 2 Фоновые концентрации тяжелых металлов в снежном покрове Элемент Фоновый участок Класс опасности [16]Фильтрат талой воды мг×дм–3 Пылевая фракция снега мг×кг–1 Zn 0,0077 24,03 1 Ni — 3,8 2 Cu 0,021 7,81 2 Mn 0,035 19,43 3 Fe 0,0095 29,9 3 Результаты и обсуждение Среди тяжелых металлов наиболее экологически значимыми загрязнителями для ни- колаевской городской агломерации являются Zn, Cu, Ni, Fe, Mn. Выбор этих элементов обусловлен как фактором их влияния на организм человека [2, 3], так и результатами проведенных авторами в 2009 г. исследований по загрязнению почвенного покрова города. Тяжелые металлы в пылевой фракции (взвеси талой воды). С экологической точки зрения наибольший интерес представляет анализ содер- жания загрязняющих веществ в твёрдой фазе снега, в которой, как правило, содержится большая часть тяжелых металлов техногенного происхождения, выбрасываемых в сла- борастворимой форме [17]. Содержание тяжелых металлов в составе пылеватых частиц на территории города значительно превышает их концентрации в фоновой пробе. Так, среднее превышение со- держания (КС) соединений Zn составляет 5,3 раза, Ni — 4,7, Cu — 2,4 (табл. 3). По средним значениям коэффициента концентрации тяжелых металлов в твердофазных выпадениях снежного покрова в пределах города выделена техногенная ассоциация: Zn (5,3), Ni (4,7), Cu (2,4). Величина интегрального показателя опасности загрязнения пыли элементами 1 и 2 класса опасности достигает 30. Суммарный показатель загрязнения варьирует в пределах 3,5 — 145,5 при среднем значении 18,1, что соответствует низкому уровню загрязнения (см. табл. 1). Аномальные превышения Кр элементов 1 и 2 класса опасности над «фоновыми» значениями характерны для транспортной зоны, где коэффициент относительного увели- чения общей нагрузки достигает для Zn 104, Ni — 86,8, Cu — 31,8, что относится к низкому уроню загрязнения (см. табл. 1). По средним значениям Кр можно построить ряд: Таблица 3. Загрязнение пылевой фракции снежного покрова г.Николаева Металлы Содержание, мг×кг–1 КС Кр Робщ кг×км–2×сут–1 Zn 43,3 — 1083 128 1,8 — 45,1 5,3 5,1 — 104,3 22,4 0,08 — 1,66 0,36 Ni 3,0 — 113 17,9 0,8 — 29,9 4,7 2,3 — 86,8 21,2 0,006 — 0,22 0,05 Cu 4,3 — 142 18,8 0,6 — 18,2 2,4 2,3 — 31,8 10,1 0,01 — 0,17 0,05 Mn 18,4 — 514 84,4 0,9 — 26,4 4,3 3,8 — 41,7 18,8 0,05 — 0,53 0,24 Fe 31,6 — 864 128,7 1,1 — 28,9 4,3 0,1 — 2,3 0,7 0,06 — 1,08 0,35 Zn (22,4) > Ni (21,2) > Mn (18,8) > Cu (10,1) > Fe (0,7). Показатель общей нагрузки за- грязнения Pобщ в пределах города варьирует в широких пределах, по средним значениям убывает в ряду: Zn, Fe> Mn > Ni, Cu. 120 Принцип зонального деления городской среды широко используется при исследо- вании техногенной нагрузки на урболандшафты [11, 15]. Сравнительный анализ сред- них показателей содержания тяжелых металлов в пылеватой фазе снежного покрова с «фоновыми» значениями позволяет описать зональные техногенные аномалии г. Нико- лаева (в скобках указано значение КС): Таблица 4. Зональные показатели загрязнения пылевой фракции снежного покрова г. Николаева Элемент Ед. изм. Зона города Промышленная 11 точек Транспортная 13 точек Жилая 14 точек Зеленая 10 точек Zn мг×кг–1 43,3 — 1083 215 67,5 — 498,9 156,6 47,3 — 118 72,1 56,7 — 98,4 72,3 Ni мг×кг–1 7,5 — 113 28,2 8,6 — 54,5 26,3 3,0 — 14,8 7,7 4,1 — 17,3 9,8 Cu мг×кг–1 7,9 — 142 30,6 9,3 — 73,3 21,8 7,1 — 18,1 11,7 4,3 — 16,7 11,9 Mn мг×кг–1 45,7 — 514 131 43,7 — 252,7 91,8 29,8 — 92,3 58,3 18,4 — 90,1 60,5 Fe мг×кг–1 52,8 — 864 203 56,7 — 667,2 165,1 31,6 — 104 74,8 40,6 — 106 75,6 ZC 4,89 — 145 29,8 6,42 – 75,8 22,5 2,41 – 13,1 8,04 4,02 — 13,2 8,76 Zp 59,8 — 132 88,9 36,2 — 245 113 12,5 — 79,2 33,7 20,8 — 80,1 42,6 Рn кг км2×сут 409 — 9360 3615 738 — 7617 4318 1080 — 3863 2429 1918 — 3947 2857 промышленная зона Zn (8,9), Ni (7,4), Fe (6,8), Mn (6,7), Cu (3,9); – транспортная зона Zn (6,5), Ni (6,9), Fe (5,5), Mn (4,7), Cu (2,8); – жилая зона Zn (3,0), Mn (3,0), Fe (2,5), Ni (2,0), Cu (1,5); – рекреационная зона Zn (3,0), Mn (3,1), Ni (2,6), Fe (2,5), Cu (1,5). – Приоритетным загрязнителем во всех зонах является цинк, что обусловлено разви- тием гальванического производства на многих промышленных предприятиях города. По величине суммарного показателя загрязнения (4,89<ZC <145) промышленную зону следует отнести к низкому уровню загрязнения с усредненным показателем 29,8. Локальное загрязнение до высокого уровня обнаружено в зоне влияния морского тор- гового порта (т. 42). По усредненным значениям ZC транспортная, жилая, зеленая зоны характеризуются низким уровнем загрязнения. Средний по городу суммарный показатель нагрузки (Zр=69,7) соответству- ет низкому уровню загрязнения. Существенный прессинг техногенного воздействия испытывают территории, прилегающие к крупным магистралям, где значения Zр до- стигают 245. Однако такое повышение нагрузки локальное, все зоны города по этому показателю преимущественно относятся к низкому уровню загрязнения (табл. 4). В порядке убывания средние значения суммарного показателя нагрузки с учетом зональ- ной дифференциации территории города располагаются в ряду: транспортная (113), промышленная (88,9), зеленая (42,6), жилая (33,7). Максимальный показатель выпадения пыли (Рn = свыше 9 т×км–2×сут.-1, что соо- тветствует высокому уровню загрязнения) зафиксирован вблизи промышленного пред- приятия ГП НПКГ «Заря-Машпроект». Среднезональная плотность выпадения пыли убывает в ряду (т×км–2×сут.-1): транспортная (4,3), промышленная (3,6), зеленая (2,9), жилая (2,4). Повышеные значения Zр и Рn в рекреационной (зеленой) зоне по сравнению с жилой, вероятно, связаны с интенсивностью автомобильного движения по периметру зеленых зон (скверы, парки и т.п.), расположенных вблизи интенсивных транспортных путей. 121 Значения показателей Zр и Рn в рекреационной (зеленой) зоне и жилой зоне характеризу- ются сходным порядком значений и составляют Zр=42,6; 33,7, Рn =2857; 2429 кг×км–2×сут–1 соответственно. Жилые районы характеризуются низким уровнем обустройства террито- рии (часто не асфальтированные улицы с низкой пропускной способностью автомашин и относительно невысоким уровнем движения транспорта) и значительным количеством фруктовых насаждений. По показателю Zр жилая и зелена зоны относятся к низкому, Рn — среднему уровню загрязнения. Содержание условно растворенных форм тяжелых металлов в снежном покрове. Растворимые формы тяжелых металлов значительно более опасны, чем твердофа- зные выпадения, поскольку практически мгновенно включаются в обменные процессы живых организмов. Таблица 5. Загрязнение фильтрата снежного покрова г. Николаева тяжелыми металлами Металлы Содержание, мг×дм–3 КС Кр Робщ кг×км–2×сут–1 Zn 0,01-0,1 0,03 1,0-13,5 3,73 0,884-11,4 3,5 0,043–0,56 0,169 Cu 0,02-0,06 0,03 0,76-2,76 1,56 0,628-2,82 1,41 0,084-0,378 0,189 Mn 0,03-0,15 0,09 0,89-4,39 2,46 0,735-3,64 2,21 0,165-0,816 0,498 Fe 0,01-0,13 0,03 1,0-13,2 3,0 0,863-11,0 2,69 0,053-0,671 0,164 По средним значениям КС наибольшую опасность представляет загрязнение снега условно растворимыми формами Mn (2,46) и Cu (1,56). Значения суммарно- го показателя нагрузки находятся в пределах 1,5 — 22,8, что соответствует низкому уровню загрязнения (табл. 5). Содержание тяжелых металлов в фильтрате талого снега в пределах города изменя- ется незначительно. Содержание условно растворенных форм цинка в промышленной зоне в 3 – 4 раза превышает его концентрацию в других зонах. Наиболее высокие концен- трации железа характерны для транспортной зоны, условно растворенных форм марган- ца — для жилой и рекреационной зон (табл. 6). Суммарный показатель загрязнения со- ставляет 2,5 – 3,4 с тенденцией к увеличению в жилой и зеленой зонах (за счет увеличения содержания условно растворенных форм марганца). Суммарный показатель нагрузки в промышленной и транспортной зонах (8,25 – 8,75) почти в два раза выше, чем в жилой и зеленой (4,58 – 5,51). По интегральным показателям загрязнения снежного покрова условно растворенными формами тяжелых металлов территория города относится к низ- кому уровню загрязнения. Таблица 6. Зональные показатели загрязнения фильтрата талого снега тяжелыми металлами Элемент Ед. изм. Зона города Промышленная 11 точек Транспортная 13 точек Жилая 14 точек Зеленая 10 точек Zn мг×дм-3 0,016 – 0,071 0,044 0,008 – 0,104 0,029 0,014 – 0,044 0,027 0,009 – 0,017 0,013 Cu мг×дм-3 0,024 – 0,049 0,033 0,018 – 0,042 0,03 0,021 – 0,047 0,031 0,016 – 0,058 0,039 Mn мг×дм-3 0,061 – 0,118 0,082 0,051 – 0,083 0,075 0,053 – 0,149 0,096 0,031 – 0,154 0,092 122 Элемент Ед. изм. Зона города Промышленная 11 точек Транспортная 13 точек Жилая 14 точек Зеленая 10 точек Fe мг×дм-3 0,015 – 0,028 0,02 0,021 – 0,125 0,043 0,01 – 0,034 0,021 0,016 – 0,042 0,028 ZC 1,89 – 4,01 2,9 1,65 – 3,68 2,63 <1 – 5,39 3,4 1,56 – 5,45 3,24 Zp 4,11 – 16,66 8,75 2,96 – 22,8 8,25 1,58 – 8,19 4,58 2,63 – 7,79 5,51 Доля условно растворенных форм тяжелых металлов составляет около 30 % (в сред- нем, 11,3 %) суммарной нагрузки загрязнения снежного покрова и возрастает в ряду: транспортная (8,0 %), промышленная (9,0 %), зеленая (10,0 %), жилая (17,1 %) зоны (табл. 7). Весьма высокое количество тяжелых металлов, выпадающих в условно раство- римой форме, определяет повышенную опасность проживания в жилых районах. Таблица 7. Относительное распределение суммарной нагрузки загрязнения снежного по- крова тяжелыми металлами в пылевой и условно растворенной формах в разных зонах. Показатель нагрузки Промышленная 11 точек Транспортная 13 точек Жилая 14 точек Зеленая 10 точек г. Николаев 47 точек Zp (пыль) 59,8 — 132 88,9 36,2 — 245 113 12,5 — 79,2 33,7 20,8 — 80,1 42,6 12,5 — 245 69,7 Zp (фильтрат) 4,11 — 16,66 8,75 2,96 — 22,8 8,25 1,58 — 8,19 4,58 2,63 — 7,79 5,51 1,58 — 22,8 6,80 Zp (фильтрат), % 4,11 — 13,6 9,01 3,26 — 23,9 8,0 4,54 — 16,54 10,0 6,78 — 29,1 17,1 3,26 — 29,1 11,3 Цинк. Биологическая роль цинка объясняется участием в синтезе разных анаболи- ческих гормонов в организме, включая инсулин, тестостерон и гормон роста. Суточная потребность организма в цинке составляет 10 – 15 мг. Избыточное поступление в орга- низм цинковых соединений способствует дестабилизации многих функциональных про- цессов в организме [18]. Цинковые загрязнения выступают приоритетными загрязнителями в пред- елах городской агломерации. Распределение металла в жидкой и твердой фазе снеж- ного покрова имеет четко выраженную дифференциацию по зонам городской среды с максимальными показателями в промышленной зоне. В среднем по городу ди- апазон концентраций цинка в пылевой фракции снежного покрова составляет 43,3 – 1083 мг×кг —1 при среднем значении 128 мг×кг—1 (табл. 4), загрязнение филь- трата талого снега — 0,01–0,1 мг×дм–3 при среднем значении 0,03 мг×дм–3 (табл. 5). Усредненные значения и Кс для цинковых загрязнений составляют: в твердофазных выпадениях 5,3 (табл. 3), в условно растворенных формах — 3,7 (табл. 5). Высокие уров- ни варьирования загрязнителя связаны с широким использованием процессов цинко- вания металлических изделий на многих промышленных предприятиях города. Никель. Биологическая роль никеля в качестве микроэлемента для живых организ- мов очень высока. Известно, что никель принимает участие в ферментативных реакциях у животных и растений [18]. ПДК соединений никеля в воздухе составляет от 0,0002 до 0,001 мг×м–3 (для различных соединений) [2]. В городской черте соединения никеля содержатся преимущественно в пылевой фракции снежного покрова. Превышение над фоновыми показателями составляет 4,7 раз. Высокие содержания микроэлемента характерны для промышленной и тран- спортной зон с максимальными концентрациями 28,2 и 26,3 мг×кг —1 соответственно 123 (табл. 5). В пределах жилой и зеленой зоны средние значения составляют 7,7 и 9,8 мг×кг—1 соответственно. Медь — один из важнейших микроэлементов. Физиологическая активность меди связана с включением ее в состав активных центров окислительно-восстановительных ферментов. Она участвует в процессе фотосинтеза и усвоении растениями азота, способ- ствует синтезу сахара, белков, крахмала, витаминов [18]. Медь — металл сравнительно малоактивный. В сухом воздухе и кислороде при нормальных условиях медь не окисляется. В атмосфере, содержащей СО2, пары Н2О и др., медь покрывается патиной — зеленоватой пленкой основного карбоната, который ядовит [6]. Промышленное применение — производство электрических проводов. Из меди изго- товляют теплообменники, трубопроводы. Более 30 % меди используется в сплавах. Значительная часть медных загрязнений снега представлена условно растворенной формой. Концентрация металла в пылевых выпадениях изменяется в весьма широких пределах: от 4,3 — в жилой и рекреационной зонах до 142 мг×кг-1 — в индустриальных районах (табл. 4). Общая нагрузка загрязнителя по средним значениям составляет: в пылевой фракции 0,05, в фильтрате — 0,189 кг×км-2×сут-1. Марганец. Наличие марганца в воздухе обусловлено производственными выбросами. Присутствие марганца в атмосфере сверх нормы (среднесуточная ПДК марганца в атмосфе- ре — воздухе населённых мест — составляет 0,01 мг×дм–3) вредно влияет на организм челове- ка, что выражается в прогрессирующем разрушении центральной нервной системы [18]. Содержание Mn в пылевой фракции снега уменьшается в ряду: промышленная (131 мг×кг-1), транспортная (91,8), зеленая (60,5), жилая (58,3) зоны (табл. 5). Наиболь- шее содержание условно растворенных форм марганца в снежном покрове отмечается в жилой и зеленой зоне и составляет 0,149 и 0,154 мг×дм-3 при средних значениях 0,096 и 0,092 мг×дм-3 соответственно (табл. 6). В целом содержание марганца в городской среде по показателю КС для пылевой фракции превышает фоновые значения в среднем в 4 раза, для фильтрата — в 2,5 раза. Железо. Нормирование данного металла на высоких допустимых уровнях в ком- понентах окружающей среды связано с высоким биологическим потенциалом исполь- зования. Ионы железа Fe2+ выполняют транспортные функции кислорода в составе молекулы гемоглобина [17]. Около 98 % выпадений соединений железа обусловлено твердофазными водо- нерастворимыми соединениями. Его содержание в пылевой фракции снежного покро- ва изменяется в широком диапазоне концентраций 31,6-864 мг×кг-1 при среднем значе- нии 129 мг×кг-1 (табл. 3). Для условно растворимых соединений железа характерно доми- нирование в транспортной зоне города с максимальным показателем 0,125 мг×дм-3 (табл. 6). Коэффициент относительного увеличения общей нагрузки железа в ряду исследуемых элементов наименьший: в диапазоне 0,1 — 2,3 при среднем значении 0,7 (табл. 3). Выводы Кумулятивный эффект аэротехногенного поступления металлов в снежном покро- ве выражен контрастно в зональной дифференциации городских площадей. Содержа- ние тяжелых металлов в снежном покрове на территории города значительно превышает фоновые значения. По средним значениям коэффициента концентрации тяжелых мета- ллов в твердофазных включениях снежного покрова в пределах города сформировалась техногенная ассоциация: Zn (5,3), Ni (4,7), Cu (2,4). Показатель общей нагрузки загрязнения снежного покрова уменьшается в ряду: Ni (10,1), Fe, Zn (6,8), Mn (4,7), Cu (1,0). Коэффициент относительного увеличения общей нагрузки значительно возрастает в транспортной зоне с максимальными показателями: Zn (186, 6), Ni (174,2), Cu (64,5). По суммарному показателю нагрузки (Zр<1000) террито- рию города следует отнести к низкому уровню загрязнения. Существенная часть загрязнения поступает в атмосферу г. Николаева в условно ра- створенной форме и содержится в фильтрате талого снега (8 – 17%) с тенденцией к увели- чению доли водорастворимых форм тяжелых металлов в жилой и зеленой (до 30 %) зонах. 124 Такое распределение загрязнения представляет опасность ингаляционного поступления биологически доступных форм тяжелых металлов в организм жителей города. Meshcheryakov P.V., Prokopovich E.V., Korkina I.N. Transformation of ecological conditions of soil and humus 1. substance formation in the urban environment // Russian Journal of Ecology. — 2005. — V.36. — pp. 8 – 15. Безуглая Э.Ю. Мониторинг состояния загрязнения атмосферы в городах. — Л.: Гидрометеоиздат, 2. 1986. — 200 с. Безуглая Э.Ю. Чем дышит промышленный город / Э.Ю. Безуглая, Г.Л. Расторгуева, И. В. Смирнов. — Л., 3. 1991.— 255 с. Сает Ю.И., Ревич Б.А., Янин Е.П. и др. Геохимия окружающей среды. — М.: Наука, 1990. 335 с.4. Бояркина А.П. Аэрозоли в природных планшетах Сибири / А.П. Бояркина, В. В. Бойковский, Н.В. Ва-5. сильева и др. — Томск, 1993. — 157 с. Атмосфера: справочник / [под. Ред. Ю.С. Седунова]. — Л., 1991. — 510 с.6. Методические рекомендации по оценке степени загрязнения атмосферного воздуха населенных пунк-7. тов металлами по их содержанию в снежном покрове и почве. 5174 – 90. — М.: ИМГРЭ, 1990. — 9 с. Методические рекомендации по геохимической оценке загрязнения территории городов химическими 8. элементами / Сост. Б.А. Ревич, Ю.Е. Сает, Р.С. Смирнова, Е.П. Сорокина — М. : ИМГРЭ, 1982. — 112 с. Василенко В.Н., Назаров И.М., Фридман Ш.Д. Мониторинг загрязнения снежного покрова. — Л.: Гидро-9. метеоиздат, 1985. — 180 с. Жовинский Э.Я., Геохимия тяжелых металлов в почвах Украины / Э.Я. Жовинский, И.В. Кураева — К.: 10. Наукова думка, 2002. — 213 с. Андросова Н.К. Геолого-экологические исследования и картографирование (Геоэкологическое карти-11. рование): Учебное пособие. — М.: Изд-во РУДН, 2000. — 98 с. Ажаев Г. С. Оценка экологического состояния г. Павлодара по данным геохимического изучения жид-12. ких и пылевых атмосферных выпадений : диссертация... кандидата геолого-минералогических наук : 25.00.36. — Павлодар, 2007. — 111 с. Дікарєв О.О., Іщук О.О., Долін В.В. та ін. Тритій у сніговому покриві зони впливу сховища радіоактивних 13. відходів // Збірник наукових праць ІГНА НАН та МНС України. — Київ, 2007. Вип. 14. — С. 87 – 93. Обобщенный перечень предельно допустимих концентраций (ПДК) и ориентировочно безопасных уров-14. ней (ОБУВ) вредных веществ для воды рыбохозяйственных водоемов. — М., 1990. от 14 августа 1995 г. № 12-04-11/454. Строкина, Н.О. Эколого-геохимические особенности городской среды // Наука. Творчество: материалы 15. молодежной научной конференции Самарского муниципального университета. — Самара, 2005. — 220 с. Санитарно-химический анализ загрязняющих веществ в окружающей среде: справочник / М.Т. Дмит-16. риев, Н.И. Казнина, И.О. Пинигина. — М. : Химия, 1989. — 368 с. Коркина С.В., Акименко Я.В., Руцкий В.М. и др. Исследование выбросов подвижного состава желез-17. нодорожного транспорта по интенсивности загрязнения снежного покрова // Вестник СамГУ — Естест- веннонаучная серия. — Самара, 2003. Спец. Вип. 2 — С. 127 – 134. Химия биогенных элементов: Учеб. Пособие / В.Г. Хухрянский, А.Я. Цыганенко, Н.В. Павленко. — 2-е 18. изд., перераб. и доп. — К.: Вища шк., 1990. — 207 с. ГОСТ 2874-82 «Вода питьевая. Гигиенические требования и контроль за качеством». — М.: Издательсиво 19. стандартов, 1985. — 12 с. Смирнова C.М., Долін В.В. ВАЖКІ МЕТАЛИ В СНІГОВОМУ ПОКРИВІ М. МИКОЛАЄВА Вивчено форми знаходження Zn, Ni, Cu, Mn, Fe у сніговому покриві м. Миколаєва. Роз- глянуто санітарно-гігієнічні та еколого-геохімічні показники забруднення. Концентрація елементів 1 та 2 класів небезпеки у 2-5 разів перевищує фонові показники. За сумарним по- казником навантаження територія міста відноситься до низького рівня забруднення. Smirnovа S.M., Dolin V.V. HEAVY METALS IN SNOW COVER OF MYKOLAYIV CITY The species of Zn, Ni, Cu, Mn, Fe in snow cover of Mykolayiv city have been studied. Sanitary- hygienic and ecological-geochemical factors of contamination are discussed. The concentration of elements of 1 and 2 order of danger is between 2 and 5 times higher than background values. Ac- cording to calculated integral factor of loading city area is refer to low contamination level.

Тяжелые металлы в снежном покрове г. Николаева

Репозитарії

Схожі ресурси